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广西在沿海地区拟利用天然气开发建设天然气联合循环发电厂，已引起有关方面的关注。目前我区利用天然气发电还是零，其天然气资源如何?能否利用?市场是否看好?笔者在技术经济方面作浅议论述。
1 世界天然气利用概况
在世界能源结构中，煤炭和原油消费的比重逐年下降，天然气、水电、核电的比重逐年上升，其中天然气从1970年的19.8%上升到1996年的23.5%，详见表1。天然气利用趋势上升主要因素为：资源条件的变化、技术和生产力的进步、各国对环境问题越来越重视以及天然气相对燃煤和石油要求环保问题少等。随着天然气勘探开发、利用和运输技术不断发展，更推动了天然气贸易的发展。
表1 世界能源消费结构 %
1970
1975
1980
1985
1990
1995
1996
原 油
42.9
44.5
44.1
39.4
39.9
39.8
39.5
天然气
19.8
20.7
21.8
22.9
22.5
23.2
23.5
煤 炭
34.9
31.8
30.6
33.1
28.6
27.1
26.9
水及核电
2.4
3.0
3.5
4.6
9.0
10.0
10.0
合 计
100.0
100.0
100.0
100.0
100.0
100.0
100.0
目前，使用高强度管道钢材和高压输送技术输送天然气有效地降低了天然气管道的输送成本，亦使其经济输送半径扩大到6000～7000km。天然气的勘探结果表明，其储量是不断增长，从1976～1996年已探明的储量，世界天然气储量增长3.9%，中国增长4.4%，均高于石油的储量增长。随着天然气发电技术的提高，天然气联合循环发电机组的发电效率目前已达50%以上，有潜力可提高到70%。世界各国使用天然气发电的情况不尽相同，主要因素是与天然气当地价格、消费方式、消费量和其他能源供应情况有关，表2列出了1995年主要国家的天然消费构成。
从表2看出，原苏联的天然气用于发电就占一半。由于天然气发电对环境的影响小，因此，天然气用于发电将有较快地增长。据有关组织预测，世界上用于天然气发电的比例将从1996年的16%增至2015年达24%。世界银行对几种发电能源的评估中，也认为天然气发电的优势最大。
表2 1995年西欧及世界其它地区天然气消费构成 %
地 区
发电
工业
原料
居民和商业
占能源消费比例
西 欧
17
24
4
45
19.4
北 美
13
34
4
39
27.2
东 欧
16
45
13
26
前苏联
36
44
4
16
50.9
非 洲
42
45
4
9
16.8
中 东
32
54
9
5
37.7
日 本
70
29
1
11.2
东南亚
38
44
10
8
世 界
26
43
5
26
23.2
2 我国天然气利用情况
我国利用天然气历史久远，但与石油相比，开发和生产进展都较缓慢。天然气的消费还限于局部地区和领域，主要应用于化工、工业燃料和城市民用三个方面，用于发电的比例很低，主要原因是供气量较少，不易达到天然气发电的经济规模。目前我国利用原煤发电的比例在上升，而利用天然气发电所占比例略为下降，只有香港天然气发电占发电容量的19.3%。虽然我国煤炭相对其他资源丰富，但人均占有量只有世界平均水平的一半，而所消费比例已达世界第一，煤炭消费对环境的影响问题越来越引起国内外有关方面的关注。
随着我国天然气勘探和开发不断发展，已探明我国还是天然气资源比较丰富的国家，陆地资源约占80%，但我国南方比重较小。据说在广西百色地区的天然气勘探已有突破。在南海勘探出的天然气储量也够我区沿海发电使用(与广东需求有关)。发展天然气发电对达到我国国民经济和社会持续发展的目标，保护生态环境和节维资源是十分必要的。有关专家认为：我国在下世纪天然气利用于发电的方向也许是以气代油，以气发电。
3 广西建天然气联合发电厂的必要性
1998年，广西全区发电量242亿kW。h，全社会用量271.58亿kW。h，增长了7.15%。目前主要电厂装机(100MW以上)容量；水电为1944.6MW，占60.9%；火电为1 130MW，占35.4%；烧油燃机为120.3MW，占3.7%。根据广西国民经济的发展规划和负荷需求，1990～1998年负荷增长为10.2%，按最低需求计增长率，1999～2000年预测为5.2%，2001年以后为5%水平，经电力电量平衡，在考虑已规划的电源点的规模，枯水期将有100～400MW容量缺口。
广西水电资源丰富，可开发量占国内第六位，综合社会效益和经济效益都比较好，为适应广西国民经济发展和负荷增长的需要，应优先开发水电，特别是调节性能好的龙滩电站。但我区现有的水电调节性能差，枯水期出力不足，丰水期水电被迫弃水，而龙滩电站即使明年开工也得9年以后才能第一台机组发电。系统调峰和备用主要由火电承担，但现有火电机组调峰性能也较差。改善广西电网的电源布局，增加电网调峰容量，改善电网运行条件和结构，优化能源结构，使建设天然气联合发电厂成为必要。
4 天然气联合发电厂的优势
天然气联合循环发电机组已在我国逐步应用和推广，并建设了一定数量的电厂，消费量已占天然气利用比例的4.8%。在当前对环境保护要求越来越高的情况下，天然气联合循环电厂与常规燃煤蒸气循环电厂相比较，无论是技术或经济方面都具有很大的优势：
(1)电厂整体循环较率高。天然气联合循环电厂主要设备由燃气轮机组、余热蒸气锅炉、汽轮机发电机组等组成。其中余热蒸汽锅炉能充分利用燃气轮机排出的废热发电，从而提高整个机组的效率，又可减少对周围环境的污染。
(2)在同等条件下，投资比较省。由于少了输煤、贮煤系统和除灰系统这些占地大、投资大的项目，此外，检修、运行人员的生产生活等设施也少，一般可减少10%～30%投资，如果燃煤电厂要求脱疏装置，投资相差就更大。
(3)对环境的污染比较小，尤其是氮氧化合物污染尘污染方面，详见表3。
(4)调峰性能好，启停快捷。根据广西电网的特点，天然气电厂运行方式在丰水期(5月～10月)机组参与调峰，在枯水期(11月～4月)带基本负荷运行。天然气电厂最小技术出力为0，而燃煤电厂最小技术出力为0.6以上。
(5)占地少是天然气发电厂的较大优势之一。即使不计灰场段管路占地，厂区和施工用地、生活区用地都要比常规燃煤电厂少占地一半以上。除灰系统占地很大，有时是厂区的几倍；还有铁路等因素还未计入。
(6)运行人员少。由于天然气发电厂系统相对燃煤电厂简单，运行人员少，检修人员更少，相应的辅助人员也少，一般只有常规燃煤电厂的几分之一，以致福利设施也需要少。
(7)建设周期短。天然气发电厂系统安装简单，需要的调整和调试工作量也少。土建也由于荷载相对小而工程量少。建安工程量一般约同等燃煤机组电厂一半左右。
(8)厂用电率低，只有相应燃煤电厂的三分之一左右，主要是总设备台数少，使电厂等效系数可提高1%～10%。
(9)消耗淡水少，对于水资源缺乏的地区，选厂较为容易。而且排放的污水相应也少，污水处理设施也相应减少，约为常规燃煤电厂的三分之一。
表4为天然气联合循环电厂(拟建北海)和燃煤电厂(原始建北海)以及水电厂(拟建恶滩)的经济技术指标比较(表中数字因编制年不同，略有差异)。
表3 700MW级燃气电厂与燃煤电厂主要污染物排放比较
污染物名称
燃气电厂
燃煤电厂
SO2(t/h)
0
6.075
Nox(t/h)
0.186(25ppm)
1.274(317ppm)
烟尘(t/h)
0.779(除尘效率99%)
温排水(m3/s)
13.68
10.68
26.2(夏季)
18.8(冬季)
化学酸碱废水(t/d)
53
240
锅炉清洗水(t/h)
950
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